如何解決數據存儲問題？微軟雄心勃勃地推出DNA存儲技術

據外媒networkworld報道，微軟已經明確計劃發展基於DNA的存儲設備，並打算未來3年實現商業化。

去年，這家軟件巨頭就公布了其把DNA作為存儲媒介的研究。據微軟介紹，這種技術可以把數據存儲在“大數據中心壓縮成幾個糖立方”或者把互聯網上所有公開訪問的數據都裝入一個“鞋盒”。

“如果科學家能擴大技術和克服一係列的技術障礙，那這就是DNA存儲的未來希望，”該公司在2016年的博客中寫道。

目前，微軟公司發言人拒絕對DNA存儲研究的進程作出評論。但是一篇來自《MIT技術評論》的文章，作者是微軟研究的一名架構師——Doug Carmean。他卻表示，該公司希望在三年內創建一個“原始商業係統，在我們的數據中心存儲一些DNA數據，至少是精品應用程序”。

這款存儲設備被Carmean描述為與20世紀70年代Xerox複印機一般大小，數據寫入速度隻有400Mbps，而Carmean承認需要增加到100Mbps，從而與其他存檔介質進行競爭，比如磁帶機。

IDC的一名研究專家Natalya Yezhkova表示，隨著數字化時代數據的驚人增長，在未來10-15年，基於DNA存儲媒介的重要性將是至關重要的。

“目前，解決這一增長的唯一方法是增加數據優化技術的占用空間，無論是壓縮還是重複數據刪除，”Yezhkova說，“這些技術是了不起的，並減緩了數據增長，但從長遠來看，我們絕對需要別的東西”。

例如，為了病人的生命考慮，一些醫療健康的數據肯定一直被存儲。同時，聯邦法規為了審計和民事訴訟目的，要求一些財務記錄要被存儲7年甚至更長的時間。

此外，隨著大數據分析的發展，越來越多的公司從他們的銷售和消費者數據中挑選有用的市場信息。然後在視頻、照片和音頻文件方麵，每個智能手機都可以創造出數據，並且越來越多的由雲服務進行存儲。

微軟和UW的研究人員開發了他們所描述的“一種新方法”，將數字數據中的長串數字數據轉換成DNA序列的四個基本構建快——腺嘌呤，鳥嘌呤，胞嘧啶和胸腺嘧啶，表示為As、Gs、Cs和Ts。

數字數據通過將其合成為大量微小的DNA分子，將其分解成多個並行存儲，可以脫水和保存實現長期存儲。為了訪問存儲的數據，研究人員將相當於郵政編碼和街道地址的DNA編碼到DNA序列中。 聚合酶鏈反應（PCR）技術 - 通常用於分子生物學 - 幫助他們更容易地識別正在尋找的編碼。

據Yezhkova說，雲服務和超大規模計算供應商不斷尋求新的方式來存儲越來越多的數據量。雲歸檔服務，比如亞馬遜Glacier、穀歌雲平台都將可能成為存儲媒介的探索者，來尋找比現在技術更好、容量更大和使用壽命更長的存儲媒介。

“這是一個速度的對照，而且存儲大量數據可以保存50年或更長時間，並且經濟性更高。”

她說：“亞馬遜或穀歌也很可能正在研究DNA存儲，隻是不一定公開談論這個。”

與DNA存儲一樣，在數據中心成為可行的技術前，還有一些問題需要解決，例如與現有應用程序和硬件的兼容性。但是，如果這些問題可以解決，“這將產生巨大的影響，”Yezhkova說。

據悉，根據IDC正在開展的一項名為數字宇宙項目，自2005年以來，電子數據量每兩年翻一番。該研究估計，從2005年到2020年，世界各地生成的電子數據量將從130億字節增加到40萬億字節，這意味著每個地球人都將貢獻超過5200G的數據。

其中，多達33%的數據將包含有價值的信息。而到2020年，數字宇宙中40%的信息將被雲計算提供商“接觸”，這意味著一個字節將在從發起者到處置的某個雲中存儲或處理。

去年，微軟和華盛頓大學的研究人員（UW）表示，他們通過存儲200MB合成DNA鏈數據打破了世界記錄。研究人員稱，這個成果的意義在於，不僅僅可以將多少數據編碼合成到DNA上，然後進行解碼，這也代表著他們能夠存儲的空間。

即使在惡劣的條件下，DNA儲存的半衰期也是500年。而今天最受歡迎的存儲介質，比如磁帶、硬盤驅動器、光盤和NAND閃存都具有有限的壽命，最多可存儲五年到幾十年。

“隨著物聯網和大數據分析等項目出現，數據量持續增加，存儲也水漲船高。關於如何存儲的問題始終在行業中被討論，”Yeizkova說。